Znaleźć wszystkie liczby całkowite dodatnie
dla których kwadrat
złożony z
kwadracików jednostkowych można pokryć
płytkami powstałymi z płytek pokazanych na rysunku przez obrót o kąt
lub
w ten sposób, by płytki nie zachodziły na
siebie.
Rozwiązanie
Odpowiedź: Pokrycie istnieje wtedy i tylko wtedy, gdy
jest podzielne
przez
Przyjmijmy, że kwadrat
udało się pokryć dostępnymi płytkami.
Skoro pole płytki wynosi
to
musi być parzyste, powiedzmy
Rozważmy kolorowanie naszego kwadratu w pasy jak na rysunku.
Zauważmy, że każda płytka jest jednego z dwóch rodzajów: zawiera
czarne pola lub
czarne pole. Niech liczba płytek pierwszego
rodzaju wynosi
a drugiego
Zliczając czarne i białe pola,
otrzymujemy
oraz
(dzięki temu,
że
jest parzyste, mamy po równo pól czarnych i białych!). Stąd
w szczególności
więc
zatem
jest
parzyste, a
– podzielne przez
Z drugiej strony, dwie płytki dają pokrycie prostokąta
zatem
łatwo można znaleźć pokrycie kwadratu
więc także
dowolnego kwadratu
dla
będącego wielokrotnością
Uwaga. Rozwiązanie tego zadania różni się od rozwiązania podobnego zadania
z poprzedniego numeru jedynie sposobem pokolorowania szachownicy.